,宛本人自己总结,大家随便一看。
基因与基因组基因(gene ):储存有功能的蛋白质多肽链或 RNA 序列信息,及表达这些信息所必须的全部 核苷酸序列所构成的遗传单位。
1.顺式作用元件有:启动子和上游启动子元件,反应元件,增强子,沉默子,Poly 加尾信号 启动子:有方向性,转录起始位点上游,TATA 盒,B 地贫,与 RNA 聚合酶特异结合及启 动转录上游启动子元件:TATA 盒上游,与反式作用因子结合,调控基因转录效率。
CAAT 盒,GC 盒,CACA 盒—B 地贫反应元件:与激活的信息分子受体结合,调控基因表达增强子:与反式作用因子结合,基因表达正调控,无方向性沉默子:与反式作用因子结合,基因表达负调控Poly 加尾信号:结构基因末端 AATAAA 及下游富含 GT 或 T 区,多聚腺苷酸化特异因子, 在 3 末端加 200 个 A B 地贫1.除逆转录病毒外,通常为单倍体基因组。
逆转录病毒:单股正链二倍体 RNA ,三个结构基因,gag ,pol ,env ,5 端甲基化帽,3 端 poly 加尾。
HIV 免疫缺陷病毒,白血病病毒,肉瘤病毒感染细菌的病毒基因组与细菌相似,基因连续,感染真核细胞的病毒基因组与真核细胞相似, 有内含子,基因不连续。
3.基因组连续:冠状病毒,脊髓灰质炎病毒,鼻病毒4.编码区占大部分原核生物基因组1.由一条环状双链 DNA 分子组成,通常只有一个复制起点。
2.结构基因大多组成操纵子,形成多顺反子(mRNA )3.非编码区主要是调控序列。
(转录终止区可有强终止子有反向重复序列,形成茎环结构)4.存在可移动的 DNA 序列(转座因子:能够在一个 DNA 内或两个 DNA 间移动的 DNA 片 段转座因子:插入序列,转座子,可转座的噬菌体,转座作用的机制:复制性转座,简单转 座,共整合体,插入突变)5.编码区大于非编码区真核生物基因组1.有同源性的功能相关基因构成基因家族核酸序列相同,核酸序列高度同源,编码产物的功能或功能区相同,假基因2.真核基因为断裂基因,编码为单顺反子。
3.有单一序列(低度重复序列) 中度重复序列,高度重复序列(反向重复序列—发卡结构, 卫星 DNA :大卫星 DNA ,高度多态性:小卫星 DNA ,微卫星 DNA )基因表达调控基因表达:。
生物基因组中结构基因所携带的遗传信息,经过转录、翻译等一系列过程,合 成具有特定的生物学功能和生物学效应的 RNA 或蛋白质的全过程。
包括 rRNA 和 tRNA 的 转录过程。
基因表达特点:时间特异性,空间特异性按对刺激的反应性分类:基本表达(管家基因),诱导和阻遏表达。
协同表达基因表达调控:机体各种细胞中含有的相同遗传信息(相同的结构基因),根据机体的不同发育阶段、不同的组织细胞及不同的功能状态,选择性、程序性地表达特定数量的特定基因的过程。
基因表达的调控水平:基因组,转录,转录后,翻译,翻译后基因表达的调控因子:蛋白质,RNA原核生物基因表达调控基因表达特点:只有一种RNA聚合酶基因表达以操纵子(多顺反子转录单位和调控序列)为基本单位。
转录和翻译偶联进行mRNA起始部位有SD序列(共有序列AGGAGG)主要在转录水平,其次在翻译水平。
转录水平:起始调控(启动子调控),终止调控(衰减子调控)转录起始调控:核心酶双a,B,B‘全酶双a,B,B’,бб因子:调控RNA聚合酶与特异DNA序列结合共有序列决定启动子序列的转录活性强弱。
某些特异因子(蛋白质)决定RNA聚合酶的特异识别能力。
1.转录起始负调控乳糖操纵子:阻遏基因产生lac阻遏蛋白,乳糖不存在时,阻遏蛋白与启动子结合,抑制转录。
乳糖存在时,阻遏蛋白不能结合,负调控被打破。
阻遏蛋白和RNA聚合酶相互排斥。
与阻遏蛋白结合的DNA调控区有反向重复序列,与蛋白质特异性结合。
诱导剂:乳糖,1,6-半乳糖(体内),异丙基硫代半乳糖苷。
2.转录起始正调控阿拉伯糖操纵子乳糖操纵子中CAP的正调控(两个结构域,一个与D NA结合,一个与cAMP结合),葡萄糖↑,cAMP↓,葡萄糖↓,cAMP↑。
形成CAP—cAMP复合物,促进多种操纵子转录起始。
葡萄糖对它的阻遏作用称分解代谢阻遏。
3.转录起始复合调控正负调控因子同时调控,Lac操纵子葡萄糖高,cAMP低葡萄糖低,cAMP高无乳糖无表达无表达有乳糖少量表达大量表达1阻遏蛋白封闭转录时,CAP不能发挥作用2无CAP时,即使没有阻遏蛋白,操纵子也没有很高的转录活性3有葡萄糖存在时,细菌首先利用葡萄糖4单纯乳糖存在时,细菌利用乳糖转录终止调控依赖ρ因子的终止调控不依赖ρ因子的终止调控:色氨酸操纵子表达的调控:阻遏蛋白负调控(转录起始时)衰减子作用(转录终止时)形成发夹结构能力:序列1/2>序列2/3>序列3/4,色氨酸丰富时,核蛋白体顺利沿引导序列移动直达最后一个密码子UGA,合成完整的引导肽。
RNA聚合酶停止在衰减子部位。
色氨酸缺乏时,核蛋白体终止在1区T rp密码子部位,RNA聚合酶通过衰减子区域而继续转录。
:1 翻译水平的调控起始或终止阶段,调节分子:RNA 或蛋白质1. 反义 RNA 调控能与 mRNA 互补调控,1、与 5 端非翻译区包括 SD 序列结合,直接抑制翻译。
2.、与起始 密码子结合,直接抑制翻译起始。
3、与 mRNA 非编码区结合,构象改变,影响与核糖体结 合,间接抑制翻译。
作用:控制特定基因的低水平表达,调整基因表达产物的类型。
2. RNA 稳定性与调控3. 蛋白质合成中的自身调控(核糖体蛋白)真核生物基因表达调控单细胞真核生物:与原核生物相似多细胞真核生物:多层次调控表达特点:1 细胞具有全能性。
2 基因表达的时间性和空间性。
3 转录翻译分开进行。
4 初级 转录产物为 hnRNA 。
5.部分基因多拷贝。
6.单顺反子基因组水平调控1.染色质丢失。
2.基因扩增。
3.基因重排。
4.基因甲基化修饰。
5.染色质结构(疏松状态具有 活性)转录水平的调控1.转录起始复合物(TIC )的形成(RNA 聚合酶+转录因子+DNA ),转录调节以 RNA 聚合 酶 II 为主。
2.顺式作用元件3.反式作用因子(转录因子) 按作用方式分,通用转录因子(与TATA 盒,GC 盒之类的结 合的蛋白质),组织特异性转录因子,诱导性转录因子结构:DNA 结合结构域(顺式元件识别),转录激活结构域(RNA 聚合酶结合)DNA 结合域:锌指结构域(双螺旋大沟结合),同源结构域(a-B-a ,如 CAP ,a 螺旋识别, 结合在双螺旋大沟),亮氨酸拉链(形成二聚体,结合于拉链区以外结构) 螺旋-环-螺旋 转录活化结构域:酸性 a-螺旋,富含谷氨酰胺结构域,富含脯氨酸结构域。
调控机制:1. 反式作用因子的活性调节:反式作用因子激活方式:表达式调节,共价修饰,配体结合,蛋白质间相互作用反式作用因子作用方式:成环,扭曲,滑动,连锁反应反式作用因子组合式调控(几种反式作用因子共同调控)转录后水平调控:1.5 端加帽,3 端加 Poly 尾加帽加尾意义: 保护转录体 mRNA 不受外切酶降解,增强 mRNA 的稳定性.2 有利于 mRNA 从细胞核向胞质的转运,促进 mRNA 与核糖体结合2. mRNA 选择性剪接:内含子删除或部分删除,外显子保留或部分保留。
意义:剪接多样化保证真核细胞高度异质性。
翻译水平的调控翻译起始调控,mRNA 稳定性,小分子 RNA 控制翻译效率。
翻译后水平的调控新生肽链水解,肽链氨基酸共价修饰,信号肽靶向运输。
基因表达是一个完整复杂的网络调控过程。
DNA的修复和损伤一.DNA自发性损伤1.DNA复制产生误差二.DNA自发性化学变化1.碱基的异构互变:T,G嘌呤发生酮式-烯醇式变,A,C嘧啶发生氨基-亚氨基变。
可能发生AC,GT错配。
2.碱基的脱氨基作用:环外氨基脱落,C-U,A-H,G-X,产生AC错配。
3.脱嘌呤与脱嘧啶:碱基脱落,形成AP位点。
4.碱基修饰与链断裂。
5.环出效应(碱基插入或缺失)二.物理因素引起的DNA损伤1.紫外线损伤——嘧啶二聚体2.电离辐射——产生氧自由基,导致碱基变化。
脱氧核糖分解。
DNA链断裂。
交联三.化学因素引起的损伤1.烷化剂:碱基烷基化(GC-AT),碱基脱落,链断裂,交联双功能烷化剂:三芥两胺一素,两个位点烷基化2.碱基类似物,修饰剂:亚硝酸盐,羟胺,(嘧啶间)黄曲霉素B(G-T)DNA损伤后果点突变(转换,颠换),缺失,插入,转位或倒位,DNA链断裂突变后果致死性,基因功能改变DNA修复类型:错配修复,直接修复,碱基切除修复,核苷酸切除修复,重组修复,SOS修复错配修复:错配修复酶修复系统:m6A甲基化酶,解旋酶,外切酶,DNA聚合酶III,连接酶,错配修复酶,SSB 直接修复:1.单链断裂修复(DNA连接酶)2.光分解酶直接修复二聚体3.修复烷基化碱基4.插入嘌呤碱基切除修复(单链,小碱基损伤)核苷酸切除修复(最多,扭曲双螺旋结构,切除一段DNA)原核:uvrA,uvrB,uvrC真核:基因组修复,转录偶联修复重组修复(同源重组修复,非同源末端连接)SOS修复(只存在于原核,跨过损伤复制)RecA-p线粒体DNA损伤修复。